Из огромных объемов добываемого в мире минерального сырья, исчисляемого десятками миллиардов тонн, непосредственно в производстве используется менее 5-10 %, остальное добываемое количество сырья представляет собой отходы горнодобывающего и горноперерабатывающего производств.
Сегодня проблема твердых отходов в полной мере не решена ни в одной стране мира, утилизация их остается на повестке XXI века. По утверждению В.И. Вернадского, ни один вид не сможет выжить в созданных им отходах. Отходы необходимо включать в природный цикл, удалять и использовать.
Россия занимает территорию в 17,1 млн. км2 и на каждого жителя приходится 11,4 га общей площади. В среднем каждый житель потребляет продукцию с 2 га земли, равную 40 т в год. Ежегодно в Российской Федерации образуется около 7 млрд. т всех видов отходов, из которых используется лишь 2 млрд. т, или 28,6 %.
При размещении отходов негативное воздействие их на окружающую среду достаточно часто сопровождается нарушением ландшафта с изменением отдельных элементов геологической среды, загрязнением воздушного бассейна, вод суши, моря, подземных вод, истощением их ресурсов и деградацией водных экосистем, а также загрязнением и деградацией почв, приводящих к истощению ресурсов растительного и животного мира.
Одним из распространенных видов нефтеотходов являются нефтешламы, образующиеся при очистке сточных вод различных технологических участков от нефтепродуктов. Они образуются также при переработке нефти, причем их выход доходит до 7 кг на 1 т перерабатываемой нефти. Нефтешламы представляют собой тяжелые нефтяные остатки. Их примерный состав: вода -30-85 %, нефтепродукты - 10-55 %, твердые примеси - 1-45 %. В настоящее время переработка нефтешламов с целью их обезвреживания и утилизации может производиться по нескольким направлениям. Шламы, если они содержат около 30% нефтепродуктов, имеют теплоту сгорания 13-21 МДж/кг (3000-5000 ккал/кг), соизмеримую с теплотой для антрацита и каменного угля и большую теплоты сгорания для бурого угля. Данное обстоятельство используется в некоторых способах обезвреживания. Например, применяется обработка шламов в шлаковом расплаве, при котором углеводородная часть шлама полностью сгорает, окисляясь до углекислого газа и воды. Возможно применение пиролиза, в результате чего получают до 10 % газообразных продуктов (большая часть их может быть утилизирована в качестве топлива), до 30 % нефтяного конденсата (который может быть переработан в нефтепродукты или использован как топливо) и около 50 % порошкообразного продукта, уже не содержащего нефтепродуктов. Пока же самым распространенным видом утилизации нефтешламов является их сжигание в специальных печах. Выделяющаяся при сгорании тепловая энергия используется по назначению, а зола не содержит вредных компонентов.
Для уменьшения объемов нефтеотходов, а также для повышения эффективности применяемых способов утилизации их предварительно отделяют от воды. Для этого используют отстаивание, фильтрацию, центрифугирование, сушку, вымораживание.
Для фильтрации отходов с высоким содержанием нефтепродуктов применяют ленточные фильтры и ручные фильтр-прессы. Для улучшения фильтрации нефтеотходов проводят интенсивное их перемешивание, усредняющее состав, а также добавляют в них золу, полиэлектролиты и другие реагенты, изменяющие физико-химические свойства отходов и облегчающие процесс фильтрации.
Осадки, содержащие большое количество воды, гравитационными методами обезвоживаются плохо и требуют иных способов разделения. Для улучшения фильтрации нефтесодержащих осадков этой группы в них добавляют коагулянты, например, известь (10 г/л) и хлорид железа (1 г/л). После коагуляции производится фильтрация на вакуум-фильтре. Осадки моечной воды при мойке автотранспорта легко разделяются в центробежном поле, для чего используют гидроциклоны, соединенные с бункерами-уплотнителями.
Нефтеотходы, которые нельзя регенерировать, подвергаются сжиганию. При горении таких отходов, содержащих значительное количество воды, происходят сложные химические процессы, связанные с испарением воды и наличием ее паров в зоне пламени. Процесс сжигания нефтесодержащих отходов может реализовываться в топках различной конструкции: камерных, циклонных, надслоевых. Особый интерес представляет турбобарботажный способ горения. Процесс проводится в печах с «кипящим» слоем, в многоподовых и барабанных печах. Температура отходящих газов достигает 800°С, что позволяет устанавливать котел-утилизатор с получением перегретого пара и горячей воды.
Библиографическая ссылка
Тимофеева С.С., Тимофеев С.С. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЕШЛАМОВ // Успехи современного естествознания. – 2009. – № 8. – С. 10-11;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=14044 (дата обращения: 23.11.2024).